深部碎裂岩体巷道变形破坏机制与支护效应连续-非连续分析
张世瑞1
江权2
邱士利2
周小平3
寇永渊4
刘建坡3
1.中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071;中国科学院大学,北京 1000492.中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 4300713.东北大学,辽宁 沈阳 1108194.北京科技大学,北京 100083
摘要：金川二矿深部碎裂岩体具有"岩块强度高,岩体强度低"的显著特点,巷道围岩具有显著的大变形特征,导致喷锚网或衬砌等支护结构破坏频繁,严重威胁采矿生产安全.以该矿深部巷道现场工程为背景,首先,通过现场调查和实测确定该矿深部巷道围岩具有典型层状、碎裂状和复合结构特征,冒落和底臌为典型的破坏形式;其次,结合室内试验和现场监测数据,基于连续-非连续数值模拟分析方法(FDEM)提出一种可破Voronoi块体模型和离散裂隙网络模型模拟巷道开挖过程,捕获围岩损伤破裂特征;最后,结合实体单元和锚杆单元模拟支护结构响应,探讨深部碎裂岩体变形破坏机制和支护效应.研究结果表明,结构面间距和倾角显著影响应力释放区的位置和压力拱的形成,导致围岩变形各向异性和破裂非均匀性;锚杆、混凝土喷层+锚杆及U型钢拱架+锚杆 3种支护结构对于限制围岩变形具有显著差异性,加入锚杆和衬砌能有效抑制冒落区,限制顶拱位移,但不能有效抑制底板隆起;超前注浆、加长锚杆和钢拱架是控制深部碎裂岩体巷道大变形的重要措施.研究结果可为深部碎裂岩体巷道变形控制与支护设计提供理论参考.
关键词：碎裂岩体大变形深部巷道连续-非连续分析支护方式
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC2907204)国家自然科学基金(42377172)
论文发表日期：2025-02-27
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 82-93 )
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